Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugscheibenanordnung mit mindestens einer kapa zitiven Sensorelektrode.

Es ist bekannt, dass kapazitive Schaltbereiche durch eine Sensorelektrode oder durch eine An ordnung von zwei gekoppelten Sensorelektrodenbereichen wie einen ersten Teilbereich und ei nen Umgebungsbereich, ausgebildet werden können. Nähert sich ein Objekt der Sensorelektrode an, so ändert sich die Kapazität der Sensorelektrode gegen Erde oder die Kapazität des von den zwei gekoppelten Sensorelektrodenbereichen gebildeten Kondensators. Derartige Sensorelekt roden sind beispielsweise aus US 2016/0313587 A1 , US 6654070 B1, US 2010/179725 A1, WO 2015/086599 A1 , WO 2016/116372 A1 , US 6654 070 B1 und US 2006/275599 A1 bekannt.

Die Kapazitätsänderung wird über eine Schaltungsanordnung oder Sensorelektronik gemessen, wobei bei Überschreiten eines Schwellwerts ein Schaltsignal ausgelöst wird. Schaltungsanord nungen für kapazitive Sensoren sind beispielsweise aus DE 202006 006 192 U 1 , EP 0 899 882 A1, US 6,452,514 B1 und EP 1 515211 A1 bekannt.

Die Sensorelektrode ist über ein Verbindungskabel mit der kapazitiven Sensorelektronik zu ver binden. In Verbundscheiben mit laminierten Sensorelektroden werden gegenwärtig zu diesem Zweck Flachbandkabel verwendet. Ein solches Flachbandkabel wird typischer Weise aus dem Zwischenraum der beiden laminierten Einzelscheiben herausgeführt. Jedoch ist das Flachband kabel störungsempfindlich gegenüber äußeren elektromagnetischen Einflüssen, beispielsweise wenn eine Berührung des Flachbandkabels mit der metallischen Fahrzeugkarosserie erfolgt. Hierdurch kann ein unbeabsichtigter Schaltvorgang ausgelöst werden oder kapazitive Größen können in unerwünschter Weise eingekoppelt werden, was zu falschen Auswertungen führen kann. Beispielsweise kann sich bei Annäherungssensoren der Abstand verändern.

WO 99/05008 A1 offenbart ein Passagiererfassungssystem bestehend aus Elektroden in ver schiedenen Konfigurationen. Die Elektroden können in der Nähe einer Airbagklappe positioniert sein, wobei jede Elektrode ein Signal liefert, das der Nähe des Passagiers entspricht. Die Elekt roden umfassen einen Komparator zum Vergleich der verwendeten Signale. Die Elektroden kön nen einstückig an einem Fahrzeugfenster ausgebildet sein. US 2014/0060921 A1 offenbart ein Flachleiter-Anschlusselement für eine Antennenstruktur, die an einer Scheibe angeordnet ist. Das Anschlusselement umfasst einen Flachleiter mit einer Grundschicht, einer Leiterbahn, einer ersten dielektrischen Schicht, einer Abschirmung, die ab schnittsweise oberhalb der ersten dielektrischen Schicht angeordnet ist. Eine zweite dielektrische Schicht ist oberhalb der Abschirmung angeordnet. Der Flachleiter verläuft über den Rand der Scheibe nach außen, wobei die Abschirmung kapazitiv über einen metallischen Rahmen mit einer Bezugsmasse gekoppelt ist.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Fahr zeugscheibenanordnung zur Verfügung zu stellen, mit der die vorgenannten Nachteile vermieden werden können.

Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch eine Fahrzeug scheibenanordnung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestal tungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibenanordnung umfasst eine Fahrzeugscheibe und min destens eine zum Erfassen einer kapazitiven Änderung geeignet ausgebildete Sensorelektrode, die an der Fahrzeugscheibe angebracht oder in die Fahrzeugscheibe laminiert ist. Die Fahrzeug scheibenanordnung umfasst weiterhin eine kapazitive Sensorelektronik zum elektrischen Erfas sen einer Berührung der Sensorelektrode oder Annäherung an die Sensorelektrode, sowie ein Verbindungskabel, das die Sensorelektrode und die kapazitive Sensorelektronik elektrisch mitei nander verbindet. Beispielsweise dient die Sensorelektrode als berührungsempfindlicher Steuer knopf zum Schalten bzw. Steuern eines Funktionselements, beispielsweise ein elektrooptisches Funktionselement, das in die Fahrzeugscheibe integriert ist.

Wie dem Fachmann bekannt ist, kann die Sensorelektrode ein elektrisches Feld erzeugen, wel ches durch ein menschliches Körperteil, wie ein Finger oder eine Hand, gestört wird, so dass eine Berührung der Sensorelektrode oder eine Annäherung an die Sensorelektrode erfasst werden kann.

Das Verbindungskabel umfasst mindestens eine Signalleitung. Erfindungsgemäß ist wesentlich, dass das Verbindungskabel eine elektrisch leitende Schutzschicht zum elektromagnetischen Ab schirmen der mindestens einen Signalleitung aufweist. Die mindestens eine Signalleitung und die elektrisch leitende Schutzschicht sind voneinander elektrisch isoliert. Durch die elektrisch leitende Schutzschicht der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibenanordnung können in vorteilhafter Weise elektromagnetische Störeinflüsse auf das Verbindungskabel vermieden werden, so dass beispielsweise ein unbeabsichtigter Schaltvorgang verhindert wird und generell Störsignale nicht eingekoppelt werden, wobei das Verbindungskabel zumindest teilweise in die Fahrzeugscheibe laminiert ist.

Die Sensorelektrode dient beispielsweise zum Schalten bzw. Steuern eines elektrooptischen Funktionselements. Hierbei handelt es sich um ein flächenhaftes Funktionselement mit elektrisch regelbaren optischen Eigenschaften. Das heißt, seine optischen Eigenschaften und insbesondere seine Transparenz, sein Streuverhalten oder seine Leuchtkraft sind durch ein elektrisches Span nungssignal steuerbar. Elektrooptische Funktionselemente, deren Transparenz sich durch ein elektrisches Spannungssignal steuern lassen, enthalten als elektrooptische Funktionsschicht be vorzugt eine oder mehrere SPD-Folien (SPD = Suspended particle device), Flüssigkristall-haltige Folien, wie PDLC-Folien (PDLC = Polymer dispersed liquid crystal) oder elektrochrome Schicht systeme. Elektrooptische Funktionselemente, deren Leuchtkraft sich durch ein elektrisches Span nungssignal steuern lassen, enthalten als elektrooptische Funktionsschicht bevorzugt eine oder mehrere OLED-Schichtsystems (OLED, englisch organic light emitting diode; organische Leucht diode) oder Display-Folien, besonders bevorzugt OLED-Display-Folien und ganz besonders be vorzugt transparente OLED-Display-Folien.

Erfindungsgemäße Sensorelektroden können ein- oder mehrteilig ausgebildet sein und beispiels weise aus einem ersten Teilbereich der Sensorelektrode und einem zweiten Teilbereich beste hen. Der zweite Teilbereich kann auch als Umgebungsbereich oder Massebereich aufgefasst werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Sensorelektrode aus einer gedruckten und einge brannten elektrisch leitfähigen Paste, bevorzugt eine silberhaltige Siebdruckpaste, gebildet. Die gedruckte und eingebrannte elektrisch leitfähige Paste hat vorteilhafterweise eine Dicke von 3 pm bis 20 pm und einen Flächenwiderstand von 0,001 Ohm/Quadrat bis 0,03 Ohm/Quadrat, bevor zugt von 0,002 Ohm/Quadrat bis 0,018 Ohm/Quadrat. Derartige Sensorelektroden sind im indust riellen Fertigungsprozess leicht zu integrieren und kostengünstig herzustellen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besteht die Sensorelektrode aus einer elektrisch leitfähigen Folie, bevorzugt einer Metallfolie und insbesondere einer Kupfer-, Silber-, Gold- oder Aluminiumfolie. Die elektrisch leitfähige Folie weist vorteilhafterweise eine Dicke von 50 pm bis 1000 pm und bevorzugt von 100 pm bis 600 pm auf. Die elektrisch leitfähige Folie hat vorteilhaf terweise eine Leitfähigkeit von 1*10 ⁶ S/m bis 10*10 ⁷ S/m und bevorzugt von 3,5*10 ⁷ S/m bis 6,5*10 ⁷ S/m.

Es versteht sich, dass derartige Folien auch auf Trägerfolien, beispielsweise polymeren Träger folien wie Polyimid oder Polyethylenterephthalat (PET), angeordnet sein können. Derartige Sen sorelektroden auf Trägerfolien sind besonders vorteilhaft, da auch mehrteilige Sensorelektroden aus beispielsweise einem ersten Teilbereich der Sensorelektrode und einem Umgebungsbereich (Massebereich) aus einer Einheit hergestellt werden kann und während der Fertigung bequem und positionsgenau in die Fahrzeugscheibe eingelegt werden können.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besteht die Sensorelektrode aus mindestens einem elektrisch leitfähigen Draht, bevorzugt einem Metalldraht und insbesondere einem Wolfram-, Kup fer-, Silber-, Gold- oder Aluminiumdraht. Es versteht sich, dass derartige Drähte auch auf den beispielsweise oben genannten Trägerfolien angeordnet sein können. Der elektrisch leitfähige Draht ist bevorzugt mit einer elektrischen Isolation umgeben, beispielsweise mit einem Kunst stoffmantel. Besonders geeignete Drähte haben eine Dicke von 10 pm bis 200 pm, bevorzugt von 20 pm bis 100 pm und besonders bevorzugt von 30 pm oder 70 pm.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besteht die Sensorelektrode aus einer elektrisch leitfähigen Struktur, die aus einer elektrisch leitfähigen Schicht durch einen beschichtungsfreien Trennbereich, insbesondere eine beschichtungsfreie Trennlinie, von der umgebenden Schicht elektrisch isoliert ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt die Breite der Trennlinien von 30 pm bis 200 pm und bevorzugt von 70 pm bis 140 pm. Derartig dünne Trennlinien erlauben eine sichere und ausreichend hohe elektrische Isolierung und stören gleichzeitig die Durchsicht durch die Verbundscheibe nicht oder nur geringfügig.

Die elektrisch leitfähige Schicht ist bevorzugt transparent. Die elektrisch leitfähige Schicht kann unmittelbar auf einer innenseitigen Oberfläche der Fahrzeugscheibe oder einer Zwischenschicht oder auf einer zusätzlichen Trägerfolie, bevorzugt einer transparenten Trägerfolie angeordnet werden. Bevorzugt sind beispielsweise polymere Trägerfolie aus beispielsweise Polyimid oder Polyethylenterephthalat (PET). Geeignete elektrisch leitfähige Schichten sind beispielsweise aus DE 20 2008 017611 U1, EP 0 847 965 B1 oder WO2012/052315 A1 bekannt. Sie enthalten ty pischerweise eine oder mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier elektrisch leitfähige, funktio- nelle Schichten. Die funktionellen Schichten enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, beispiels weise Silber, Gold, Kupfer, Nickel und oder Chrom, oder eine Metalllegierung. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt mindestens 90 Gew. % des Metalls, insbesondere min destens 99,9 Gew. % des Metalls. Die funktionellen Schichten können aus dem Metall oder der Metalllegierung bestehen. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt Silber oder eine silberhaltige Legierung. Solche funktionelle Schichten weisen eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit bei gleichzeitiger hoher Transmission im sichtbaren Spektra Ibereich auf. Die Dicke einer funktionellen Schicht beträgt bevorzugt von 5 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt von 8 nm bis 25 nm. In diesem Bereich für die Dicke der funktionellen Schicht wird eine vorteilhaft hohe Transmission im sichtbaren Spektra Ibereich und eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit erreicht.

Typischerweise ist jeweils zwischen zwei benachbarten funktionellen Schichten zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet. Bevorzugt ist unterhalb der ersten und/oder oberhalb der letz ten funktionellen Schicht eine weitere dielektrische Schicht angeordnet. Eine dielektrische Schicht enthält zumindest eine Einzelschicht aus einem dielektrischen Material, beispielsweise enthal tend ein Nitrid wie Siliziumnitrid oder ein Oxid wie Aluminiumoxid. Dielektrische Schicht können aber auch mehrere Einzelschichten umfassen, beispielsweise Einzelschichten eines dielektri schen Materials, Glättungsschichten, Anpassungsschichten, Blockerschichten und / oder Antire flexionsschichten. Die Dicke einer dielektrischen Schicht beträgt beispielsweise von 10 nm bis 200 nm.

Dieser Schichtaufbau wird im Allgemeinen durch eine Folge von Abscheidevorgängen erhalten, die durch ein Vakuumverfahren wie Vakuumverdampfung oder PVD (physical vapour deposition) -Verfahren wie die magnetfeldgestützte Kathodenzerstäubung oder CVD (Chemical vapour depo- sition)-Verfahren durchgeführt werden.

Weitere geeignete elektrisch leitfähige Schichten enthalten bevorzugt Indium-Zinnoxid (ITO), flu ordotiertes Zinnoxid (Sn0 ₂ :F) oder aluminiumdotiertes Zinkoxid (ZnO:AI) oder bestehen daraus.

Die elektrisch leitfähige Schicht kann prinzipiell jede Beschichtung sein, die elektrisch kontaktiert werden kann. Soll die erfindungsgemäße Verbundscheibe die Durchsicht ermöglichen, wie es beispielsweise bei Scheiben im Fensterbereich der Fall ist, so ist die elektrisch leitfähige Schicht bevorzugt transparent. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die elektrisch leitfähige Schicht eine Schicht oder ein Schichtaufbau mehrerer Einzelschichten mit einer Gesamtdicke von kleiner oder gleich 2 pm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1 pm.

Eine vorteilhafte erfindungsgemäße transparente elektrisch leitfähige Schicht weist einen Flä chenwiderstand von 0,4 Ohm/Quadrat bis 200 Ohm/Quadrat auf. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Schicht einen Flächenwiderstand von 0,5 Ohm/Quadrat bis 20 Ohm/Quadrat auf.

Die elektrisch leitfähige Schicht enthält bevorzugt eine transparente, elektrisch leitfähige Be schichtung. Transparent bedeutet hier durchlässig für elektromagnetische Strahlung einer Wel lenlänge von 300 nm bis 1.300 nm und insbesondere für sichtbares Licht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt die Breite ti der Trennlinien mit denen die elektrisch leitfähige Schicht elektrisch unterteil ist von 30 pm bis 200 pm und bevorzugt von 70 pm bis 140 pm. Derartig dünne Trennlinien erlauben eine sichere und ausreichend hohe elektrische Iso lierung und stören gleichzeitig die Durchsicht durch die Verbundscheibe nicht oder nur geringfü gig.

Falls es nicht erforderlich ist, dass die elektrisch leitfähige Schicht transparent ausgestaltet ist, weil die Sensorelektrode beispielsweise in einem Bereich einer Fahrzeugscheibe angeordnet ist, in dem die Durchsicht durch einen Abdeckdruck oder ein Kunststoffgehäuse verhindert ist, kann die elektrisch leitfähige Schicht auch deutlich dicker als bei transparenten elektrisch leitfähigen Schichten ausgestaltet sein. Derartige dickere Schichten können einen deutlich niedrigen Flä chenwiderstand aufweisen.

Es versteht sich, dass Sensorelektroden aus den genannten Ausgestaltungformen, wie gedruckte Paste, elektrisch leitfähige Folie oder Drähte und abgetrennte elektrisch leitfähige Schicht, mitei nander kombiniert werden können. Das heißt, dass der erste Teilbereich beispielsweise aus einer elektrisch leitfähigen Folie bestehen kann und der zweite Teilbereich bzw. Umgebungsbereich aus einer gedruckten Paste, usw.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung hat die Sensorelektrode oder zumindest der erste Teilbereich der Sensorelektrode eine Fläche von 1 cm ² bis 200 cm ² , besonders bevorzugt von 1 cm ² bis 9 cm ² . Die Länge des Berührungsbereichs beträgt bevorzugt von 1 cm bis 14 cm und besonders bevorzugt von 1 cm bis 3 cm. Die maximale Breite des Berührungsbereichs beträgt bevorzugt von 1 cm bis 14 cm und besonders bevorzugt von 1 cm bis 3 cm. Die Sensorelektrode oder zu mindest der erste Teilbereich der Sensorelektrode kann prinzipiell jede beliebige Form aufweisen. Besonders geeignete sind kreisförmige, elliptische oder tropfenförmige Ausgestaltungen. Alter nativ sind eckige Formen möglich, beispielsweise Dreiecke, Quadrate, Rechtecke, Trapeze oder anders geartete Vierecke oder Polygone höherer Ordnung. Allgemein ist es besonders vorteilhaft, wenn etwaige Ecken abgerundet sind. Die Sensorelektrode kann auch ein linienförmiges Ele ment, beispielsweise einen Draht enthalten, das spiral-, kämm- oder rasterförmig ausgestaltet ist und dessen äußere Ausdehnung die kapazitive Kopplungsfläche der Sensorelektrode vergrößert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Sensorelektrode einteilig ausgebildet.

Über die kapazitive Sensorelektronik wird die Kapazität der Sensorelektrode gemessen. Die Ka pazität der Sensorelektrode ändert sich gegen Erde, wenn ein Körper (beispielsweise ein menschlicher Körper), in ihre Nähe kommt oder beispielsweise eine Isolatorschicht überder Sen sorelektrode berührt. Die Kapazitätsänderung wird durch die Sensorelektronik gemessen und bei Überschreiten eines Schwellwerts wird ein Schaltsignal ausgelöst.

Alternativ ist die Sensorelektrode mehrteilig und bevorzugt zweitteilig ausgebildet. Das heißt die Sensorelektrode weist einen ersten Teilbereich und einen Umgebungsbereich auf. Sowohl der erste Teilbereich als auch der Umgebungsbereich können mit der kapazitiven Sensorelektronik verbunden werden.

In einer solchen Anordnung bilden der erste Teilbereich und der Umgebungsbereich zwei Elekt roden aus, die kapazitiv miteinander gekoppelt sind. Die Kapazität des von den Elektroden gebil deten Kondensators ändert sich bei Annäherung eines Körpers, beispielsweise eines menschli chen Körperteils. Die Kapazitätsänderung wird durch die Sensorelektronik gemessen und bei Überschreiten eines Schwellwerts wird ein Schaltsignal ausgelöst.

Es versteht sich, dass die Berührung des Berührungsbereichs auch mit mehreren Fingern oder einem anderen menschlichen Körperteil erfolgen kann. Unter Berührung wird im Rahmen dieser Erfindung jegliche Wechselwirkung mit dem Schaltbereich verstanden, die zu einer messbaren Änderung des Mess-Signals, also hier der Kapazität, führt.

Die ausgegebenen Schaltsignale können beliebig und den Erfordernissen der jeweiligen Verwen dung angepasst sein. So kann das Schaltsignal eine positive Spannung, beispielsweise 12 V, bedeuten, kein Schaltsignal beispielsweise 0 V bedeuten und ein anderes Schaltsignal beispiel weise + 6V bedeuten. Die Schaltsignale können auch den bei einem CAN-Bus üblichen Span nungen CAN_High und CAN_Low entsprechen und um einen dazwischen liegenden Spannungs wert wechseln. Das Schaltsignal kann auch gepulst und/oder digital codiert sein.

Die Empfindlichkeit der Sensorelektronik kann in Abhängigkeit der Größe des erweiterten kapa zitiven Schaltbereichs und in Abhängigkeit der Dicke von erster Scheibe, Zwischenschicht(en) und gegebenenfalls zweiter Scheibe im Rahmen einfacher Experimente ermittelt werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Sensorelektrode mit einem oder mehreren Flachleitern verbunden und der Flachleiter ist aus der Scheibe herausgeführt. Die integrierte Scheibenanord nung kann dann besonders einfach am Verwendungsort mit einer Spannungsquelle und einer Signalleitung verbunden werden, die das Schaltsignal der Sensorschaltung auswertet, beispiels weise in einem Fahrzeug über einen CAN-Bus.

Vorzugsweise ist die Fahrzeugscheibe eine Verbundscheibe, welche eine erste Scheibe und zweite Scheibe, die durch mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander ver bunden sind, umfasst. Als Scheiben sind im Grunde alle elektrisch isolierenden Substrate geeig net, die unter den Bedingungen der Herstellung und der Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe thermisch und chemisch stabil sowie dimensionsstabil sind.

Die erste Scheibe und/oder zweite Scheibe enthalten bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Flachglas ganz besonders bevorzugt Floatglas, wie Kalk-Natron-Glas Borosilikatglas oder Quarz glas, oder klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvi nylchlorid und/oder Gemische davon. Die erste Scheibe und/oder zweite Scheibe sind bevorzugt transparent, insbesondere für die Verwendung der Scheiben als Windschutzscheibe oder Rück scheiben eines Fahrzeugs oder anderen Verwendungen bei denen eine hohe Lichttransmission erwünscht ist. Als transparent im Sinne der Erfindung wird dann eine Scheibe verstanden, die eine Transmission im sichtbaren Spektra Ibereich von größer 70 % aufweist. Für Scheiben, die nicht im verkehrsrelevanten Sichtfeld des Fahrers liegen, beispielsweise für Dachscheiben, kann die Transmission aber auch viel geringer sein, beispielsweise größer als 5 %.

Die Dicke von erster Scheibe und/oder zweiter Scheibe kann breit variieren und so hervorragend den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Standardstärken von 1 ,0 mm bis 25 mm, bevorzugt von 1 ,4 mm bis 2,5 mm für Fahrzeugglas und bevorzugt von 4 mm bis 25 mm für Möbel, Geräte und Gebäude, insbesondere für elektrische Heizkörper, ver wendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Größe der erfin dungsgemäßen Verwendung. Die erste Scheibe und zweite Scheibe weisen beispielsweise im Fahrzeugbau und Architekturbereich übliche Flächen von 200 cm ² bis zu 20 m ² auf.

Die Verbundscheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise hat die dreidimensionale Form keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Kathodenzer stäubung beschichtet werden kann. Bevorzugt sind die Scheiben planar oder leicht oder stark in einer Richtung oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen. Insbesondere werden planare Substrate verwendet. Die Scheiben können farblos oder gefärbt sein.

Die erste Scheibe und die zweite Scheibe werden durch mindestens eine Zwischenschicht, be vorzugt durch eine erste und eine zweite Zwischenschicht miteinander verbunden. Die Zwischen schicht ist bevorzugt transparent. Die Zwischenschicht enthält vorzugsweise mindestens einen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und / oder Polyethylen- terephthalat (PET). Die Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polyurethan (PU), Po lypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvi nylchlorid, Polyacetatharz, Gießharze, Acrylate, fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder Copolymere oder Gemische davon enthalten. Die Zwi schenschicht kann durch eine oder auch durch mehrere übereinander angeordnete Folien aus gebildet werden, wobei die Dicke einer Folie bevorzugt von 0,025 mm bis 1 mm beträgt, typi scherweise 0,38 mm oder 0,76 mm. Die Zwischenschichten können bevorzugt thermoplastisch sein und nach der Lamination die erste Scheibe, die zweite Scheibe und eventuelle weitere Zwi schenschichten miteinander verkleben. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfin dungsgemäßen Verbundscheibe ist die erste Zwischenschicht als Klebeschicht aus einem Kleb stoff ausgebildet, mit der die Trägerfolie auf der ersten Scheibe aufgeklebt ist. In diesem Fall hat die erste Zwischenschicht bevorzugt die Abmessungen der Trägerfolie.

Die Begriffe "erste Scheibe" und "zweite Scheibe" sind zur Unterscheidung der beiden Scheiben bei einer Verbundscheibe gewählt. Mit den Begriffen ist keine Aussage über die geometrische Anordnung verbunden. Ist die Verbundscheibe beispielsweise dafür vorgesehen, in einer Öff nung, beispielsweise eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes, den Innenraum gegenüber der äu ßeren Umgebung abzutrennen, so kann die erste Scheibe dem Innenraum oder der äußeren Umgebung zugewandt sein. Transparent bedeutet hier durchlässig für elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise elektro magnetische Strahlung einer Wellenlänge von 300 nm bis 1.300 nm und insbesondere für sicht bares Licht.

Die elektrische Zuleitung, die die Flächenelektroden und/oder die Sensorelektrode mit einer äu ßeren Steuerelektronik beziehungsweise Sensorelektronik verbindet, ist bevorzugt als Folienlei ter oder flexibler Folienleiter (Flachleiter, Flachbandleiter) ausgebildet. Unter Folienleiter wird ein elektrischer Leiter verstanden, dessen Breite deutlich größer ist als seine Dicke. Ein solcher Fo lienleiter ist beispielsweise ein Streifen oder Band enthaltend oder bestehend aus Kupfer, ver zinntem Kupfer, Aluminium, Silber, Gold oder Legierungen davon. Der Folienleiter weist beispiels weise eine Breite von 2 mm bis 16 mm und eine Dicke von 0,03 mm bis 0,1 mm auf. Der Folien leiter kann eine isolierende, bevorzugt polymere Ummantelung, beispielsweise auf Polyimid-Ba sis aufweisen. Folienleiter, die sich zur Kontaktierung von elektrisch leitfähigen Beschichtungen in Scheiben eignen, weisen lediglich eine Gesamtdicke von beispielsweise 0,3 mm auf. Derart dünne Folienleiter können ohne Schwierigkeiten zwischen den einzelnen Scheiben in der ther moplastischen Zwischenschicht eingebettet werden. In einem Folienleiterband können sich meh rere voneinander elektrisch isolierte, leitfähige Schichten befinden.

Alternativ können auch dünne Metalldrähte als elektrische Zuleitung verwendet werden. Die Me talldrähte enthalten insbesondere Kupfer, Wolfram, Gold, Silber oder Aluminium oder Legierun gen mindestens zweier dieser Metalle. Die Legierungen können auch Molybdän, Rhenium, Os mium, Iridium, Palladium oder Platin enthalten.

Die elektrische Leitungsverbindung zwischen dem Anschlussbereich einer elektrisch leitfähigen Schicht auf einer Trägerfolie und der elektrischen Zuleitung erfolgt bevorzugt über elektrisch leit fähige Kleber, die eine sichere und dauerhaft elektrische Leitungsverbindung zwischen An schlussbereich und Zuleitung ermöglichten. Alternativ kann die elektrische Leitungsverbindung auch durch Klemmen erfolgen, da die Klemmverbindung durch den Laminiervorgang verrut- schungssicher fixiert wird. Alternativ kann die Zuleitung auch auf den Anschlussbereich aufge druckt werden, beispielsweise mittels einer metallhaltigen und insbesondere silberhaltigen, elektrisch leitfähigen Druckpaste.

Die Entschichtung einzelner Trennlinien in der elektrisch leitfähigen Schicht erfolgt vorzugsweise durch einen Laserstrahl. Verfahren zum Strukturieren dünner Metallfilme sind beispielsweise aus EP 2 200 097 A1 oder EP 2 139 049 A1 bekannt. Die Breite der Entschichtung beträgt bevorzugt 10 pm bis 1000 pm, besonders bevorzugt 30 pm bis 200 pm und insbesondere 70 pm bis 140 pm. In diesem Bereich findet eine besonders saubere und rückstandsfreie Entschichtung durch den Laserstrahl statt. Die Entschichtung mittels Laserstrahl ist besonders vorteilhaft, da die ent- schichteten Linien optisch sehr unauffällig sind und das Erscheinungsbild und die Durchsicht nur wenig beeinträchtigen. Die Entschichtung einer Linie mit einer Breite, die breiter ist als die Breite eines Laserschnitts, erfolgt durch mehrmaliges Abfahren der Linie mit dem Laserstrahl. Die Pro zessdauer und die Prozesskosten steigen deshalb mit zunehmender Linienbreite an. Alternativ kann die Entschichtung durch mechanisches Abtragen sowie durch chemisches oder physikali sches Ätzen erfolgen.

Das Verbindungskabel ist bei einer als Verbundscheibe ausgebildeten Fahrzeugscheibe teilweise einlaminiert. Hierbei weist vorteilhaft nur ein außerhalb der Fahrzeugscheibe angeordneter Teil des Verbindungskabels die elektrisch leitende Schutzschicht auf. Die ermöglicht in vorteilhafter Weise bereits bestehende Fahrzeugscheibenanordnungen nachzurüsten. Zudem können Mate rial und Kosten eingespart werden. Der laminierte Teil des Verbindungskabels ist typische Weise weniger anfällig für Störungen, so dass durch diese Maßnahme schon eine gute Verbesserung im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugscheibenanordnungen erreicht werden kann.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Sensorelektrode einen kreisförmigen ersten Teilbereich und einen ringförmigen zweiten Teilbereich (Umgebungsbereich), wodurch eine Be rührung oder Annäherung zuverlässig erkannt werden kann. Zudem kann ein derartiger Berüh rungssensor in einfacher Weise ausgebildet werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Fahrzeugscheibenanordnung ist die leitende Schutzschicht mit einem Massepotential verbunden. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass sich Störeinflüsse weiter eliminieren oder verringern lassen. Vorzugsweise ist der zweite Teilbereich der elektrisch leitenden Struktur mit dem Massepotential verbunden (aktive Schir mung). Denkbar ist jedoch auch, dass eine Massefläche in der Nähe der Sensorelektrode ange bracht wird (passive Schirmung).

Vorzugsweise ist die elektrisch leitende Schutzschicht mit einer Fahrzeugmasse oder mit einem von der kapazitiven Sensorelektronik bereitgestellten Massepotential verbunden. Besonders be vorzug wird das Massepotential von der Fahrzeugscheibe bereitgestellt. Möglich ist auch, dass die elektrisch leitende Schutzschicht mit einem von der kapazitiven Sen sorelektronik bereitgestellten Entstör-/Kompensationssignal verbunden ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung enthält oder besteht die elektrisch leitende Schutz schicht aus einer Aluminium- oder Kupferfolie. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass kostengünstige, gut verfügbare Materialien mit einer hohen elektrischen Leitfähig keit verwendet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die elektrisch leitende Schutzschicht, insbeson dere in Form einer Aluminium- oder Kupferfolie, um die mindestens eine Signalleitung gewickelt, wodurch eine effiziente Abschirmung gegen externe Einflüsse erzielt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die leitende Schutzschicht von einem Isolierma terial bedeckt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass Kurzschlüsse durch das Verbindungskabel verhindert werden. Zudem sind die darunter liegenden Strukturen von mechanischen Einwirkungen geschützt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die leitende Schutzschicht auf die Signalleitung geklebt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein Ablösen der leiten den Schutzschicht verhindert wird.

Wie bereits ausgeführt, kann neben der Möglichkeit die Sensorelektrode als Patch (Folie plus elektrisch leitfähige Schicht) auszubilden, die Sensorelektrode auch in eine elektrisch leitfähige Beschichtung der Fahrzeugscheibe eingearbeitet sein, beispielsweise in eine Heiz- oder Anten nenschicht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Fahrzeugscheibe eine Windschutzscheibe, eine Heck scheibe oder eine Seitenscheibe. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Fahrzeugscheibenanordnung an besonders geeigneten Orten verwendet wird.

Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinati onen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläutern den Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombi nationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu ver lassen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugscheibenanordnung;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht durch ein Verbindungskabel;

Fig. 3 eine Schnittansicht durch ein Verbindungskabel in Längsrichtung; und

Fig. 4 eine weitere Schnittansicht durch ein Verbindungskabel in Längsrichtung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels für die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibenanordnung 100, die eine Fahrzeugscheibe 113, hier beispielsweise ein aus zwei Einzelscheiben durch Laminieren hergestellte Windschutzscheibe, umfasst. Die Fahrzeug scheibenanordnung 100 umfasst eine insgesamt mit der Bezugszahl 101 bezeichnete Sensorel ektrode und eine kapazitive Sensorelektronik 105, die zum kapazitiven Erfassen einer Berührung oder Annäherung eines menschlichen Körperteils, wie eine Hand oder ein Finger, dient, wodurch beispielsweise eine elektrische Schaltfunktion ausgelöst wird. Die Sensorelektrode 101 ist durch ein Verbindungskabel 107, hier ein Flachbandleiter, mit der kapazitiven Sensorelektronik 105 elektrisch leitend verbunden. Das Verbindungskabel 107 ist aus dem Zwischenbereich der beiden laminierten Einzelscheiben der Fahrzeugscheibe 113 herausgeführt. Ein Schalt- bzw. Steuervor gang wird durch Veränderungen des elektromagnetischen Feldes durch Berührung oder Annä herung aktiviert. Jedoch können Schaltvorgänge auch durch Störungen verursacht werden, bei spielsweise wenn das Verbindungskabel 107 die metallische Fahrzeugkarosserie berührt.

Daher wird das Verbindungskabel 107 durch eine metallische Abschirmung, wie beispielsweise eine Folie aus Aluminium oder Kupfer, geschützt, die mit einem Massepotential verbunden ist. Zwischen der Sensorelektrode 101 und der kapazitiven Sensorelektronik 105 ist daher ein Ver bindungskabel 107 angeordnet, das die Sensorelektrode 101 und die kapazitive Sensorelektronik 105 verbindet und das mindestens eine Signalleitung 109 und eine leitende Schutzschicht 111 zum elektromagnetischen Abschirmen der Signalleitung 109 umfasst. Zu diesem Zweck umgibt die leitende Schutzschicht 111 die Signalleitung 109 zumindest teilweise, insbesondere vollstän dig. Die kapazitive Sensorelektrode 101 reagiert auf eine veränderte Kapazität bei einer Berührung oder Annäherung. Eine Berührungssteuerung wird durch Veränderungen des elektromagneti schen Feldes durch Berührung oder Annäherung eines menschlichen Körperteils im vorgesehe nen Berührungsbereich 125 aktiviert.

Der Sensorelektrode 101 ist hier beispielsweise in Form eines vorkonfektionierten Patches 123 ausgebildet. Hierbei ist auf eine Folie aus beispielsweise PET (Polyethylenterephthalat) eine elektrisch leitfähige Schicht, beispielsweise aus Silber (Ag) aufgebracht, wobei in die leitfähige Schicht die Sensorelektrode 101 eingearbeitet ist, beispielsweise mittels Laser. Der Patch 123 ist in die transparente Fahrzeugscheibe 113, hier eine Windschutzscheibe, einlaminiert. Denkbar ist auch, dass der Patch 123 auf die Fahrzeugscheibe geklebt wird. Die Sensorelektrode 101 kann beispielsweise dazu verwendet werden, ein elektrooptisches Funktionselement, wie ein PDLC- Funktionselement (Polymer Dispersed Liquid Crystal) oder ein SPD-Funktionselement (Suspen- ded Particle Device) zu steuern oder zu schalten.

Denkbar wäre auch, an Stelle des Patches 123 die Sensorelektrode 101 in eine elektrisch leitfä hige Beschichtung der Fahrzeugscheibe 113 einzubringen.

Der Sensorelektrode 101 umfasst einen kreisförmigen ersten Teilbereich 115, welcher den Be rührungsbereich 125 zum Erfassen einer Berührung oder Annäherung bildet. Der kreisförmige erste Teilbereich 115 ist von einem zweiten Teilbereich 127 umgeben, der typischer Weise mit einem Massepotential verbunden ist. Hier ist der zweite Teilbereich 127 mit der elektrisch leiten den Schutzschicht 111 des Verbindungskabels 107 verbunden. Die Sensorelektrode 101 ist mit der kapazitiven Sensorelektronik 105 über das Verbindungskabel 107 verbunden.

Das Verbindungskabel 107 ist hier beispielsweise ein dreiadriges Flachbandkabel. Die leitende Schutzschicht 111 zum elektromagnetischen Abschirmen der Signalleitung 109 kann direkt auf dem Verbindungskabel 107 angeordnet sein und mit einem Massepotential GND verbunden sein. Eine entsprechende Kontaktierung kann durch einen Steckverbinder 129 mit drei Stiften erzielt werden. Im Allgemeinen kann jedoch auch jede andere Art von Verbindungskabel 107 verwendet werden, bei dem die Signalleitung 109 durch eine leitende Schutzschicht 111 abgeschirmt ist.

Mittels der Abschirmung kann der Sensorelektrode 101 vor Störungen geschützt werden. Im Falle mehrerer Sensorelektroden 101 können diese mittels der Abschirmung untereinander abge- schirmt werden, so dass sich deren Schaltfunktionen untereinander nicht stören oder beeinflus sen. Durch die Abschirmung des Verbindungskabels 107 mit der leitenden Schutzschicht 111 , die mit dem Massepotential verbunden ist, treten keine unbeabsichtigten Änderungen der Schalt zustände auf. Durch die Fahrzeugscheibenanordnung 100 kann somit ein unbeabsichtigtes Schalten der Sensorelektrode 101, wie beispielsweise ein berührungssensitiver Knopf (Button), verhindert werden.

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht durch eine Ausgestaltung des Verbindungskabels 107. Das Verbindungskabel 107 ist durch eine die Signalleitung 109 umgebende, elektrisch leitende Schutzschicht 111 zur elektromagnetischen Abschirmung geschützt. Die leitende Schutzschicht 111 kann durch eine Metallfolie aus Aluminium oder Kupfer gebildet sein, die mit dem Massepo tential verbunden ist.

Um die magnetische Abschirmung 111 kann eine elektrisch isolierende Schicht aus Isoliermate rial 119 angeordnet sein, wie beispielsweise aus Polyvinyl oder Polyamid. Zwischen der elektro magnetischen Abschirmung 111 und der Signalleitung 109 befindet sich eine weitere elektrisch isolierende Schicht aus Isoliermaterial 119, so dass kein elektrischer Kontakt zwischen der Sig nalleitung 109 und der elektromagnetischen Abschirmung besteht. Auch bei diesem Aufbau ist das Verbindungskabel 107 vor elektromagnetischen Störungen geschützt, so dass kein unge wolltes Schalten durch eine Berührung oder einen Kontakt der Signalleitung 109 mit Metall aus gelöst werden kann.

Fig. 3 zeigt eine weitere Querschnittsansicht durch eine Ausgestaltung des elektrischen Verbin dungskabels 107 in Längsrichtung.

Bei diesem Aufbau des Verbindungskabels 107 ist elektrisches Isoliermaterial 119-1 und 119-2 mittels der Klebeschichten 121-1 und 121-2 auf dem Signalleiter 109 aufgeklebt. Zusätzlich ist auf der einen Seite eine leitfähige Schutzschicht 111-1 mittels der Klebeschicht 121-3 auf dem Isoliermaterial 119-1 aufgeklebt. Ein weiteres Isoliermaterial 119-3 ist mittels der Klebeschicht 121-4 auf der leitfähigen Schutzschicht 111-1 aufgeklebt, so dass die leitfähige Schutzschicht 111-1 nach außen isoliert ist.

In entsprechender Weise ist auf der anderen Seite eine leitfähige Schutzschicht 111-2 mittels der Klebeschicht 121-5 auf dem Isoliermaterial 119-2 aufgeklebt. Ein weiteres Isoliermaterial 119-4 ist mittels der Klebeschicht 121-4 auf der leitfähigen Schutzschicht 111-2 aufgeklebt, so dass die leitfähige Schutzschicht 111-1 nach außen isoliert ist. Die leitfähigen Schutzschichten 111-1 und 111-2 können mit einem Massepotential verbunden sein.

Auf diese Weise entsteht eine Abschirmung, durch die der Signalleiter 109 vor elektromagneti- sehen Störeinflüssen gut geschützt wird, so dass keine Veränderungen des elektromagnetischen Feldes bei einer Berührung des Verbindungskabels 107 auftreten. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine Schaltfunktion lediglich dann elektrisch aktiviert wird, wenn der Sensorelekt rode 101 berührt wird und keine unbeabsichtigten Schaltvorgänge ausgelöst werden. Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Verbindungskabels 107 in einer Schnittansicht in Längsrichtung. Bei diesem Aufbau sind die Schutzschichten 111-1 und 111-2 jeweils mittels elektrisch isolierender Klebeschichten 121-1 und 121-2 auf den Signalleiter 109 aufgeklebt. Nach außen hin sind die leitfähigen Schutzschichten 111-1 und 111-2 mit Schichten aus Isoliermaterial 119-1 und 119-2 elektrisch isoliert. In diesem Aufbau sind die Schichten aus Isoliermaterial 119- 1 und 119-2, die in Fig. 3 gezeigt sind, nicht vorhanden.

Durch Abschirmen des Verbindungskabels 107 mit den leitenden Schutzschichten 111-1 und 111-2, die mit dem Massepotential verbunden sein können, wird eine Veränderung des elektri schen Felds durch elektromagnetische Störungen verhindert.

Bezugszeichenliste

100 Fahrzeugscheibenanordnung

101 Sensorelektrode

105 kapazitive Sensorelektronik

107 Verbindungskabel

109 Signalleitung

111 Schutzschicht

113 Fahrzeugscheibe

115 erster Teilbereich

117 Steuerschaltung

119 Isoliermaterial

121 Klebeschicht

123 Patch

125 Berührungsbereich 127 zweiter Teilbereich 129 Steckverbinder